Gdy w lipcu 1965 roku amerykańska sonda kosmiczną Mariner 4 wykonała pierwsze 22 zdjęcia Marsa, każde o wielkości 200 pikseli, ich przesłanie na Ziemię miało zająć cztery dni. Szybkość transmisji danych wynosiła wtedy 33,33 bitów na sekundę. W 2006 roku Mars Reconnaissance Orbiter przesyłał już informacje z Czerwonej Planety w tempie 6 megbitów na sekundę.

Statki i sondy wysyłane obecnie w przestrzeń kosmiczną są w stanie zebrać ogromne ilości informacji, zarejestrować obrazy i materiały wizualne w dobrej rozdzielczości - czytamy w prasowym komunikacie Quantum Optical Technologies. I choć prędkość przesyłania zebranych danych z powrotem na Ziemię w ciągu ostatnich dekad zwiększyła się wielokrotnie, wciąż stanowi wąskie gardło.

"Transmisja danych na odległościach kosmicznych jest poważnym wyzwaniem, w którym mogą pomóc technologie kwantowe" – mówi, cytowany w prasowym komunikacie, prof. Konrad Banaszek, specjalista z zakresu technologii kwantowych, współautor ponad 140 artykułów naukowych i doniesień konferencyjnych, a także zgłoszeń patentowych oraz współzałożyciel spółki Quantum Optical Technologies.

Większość transmisji międzyplanetarnych odbywa się na falach radiowych. Ten rodzaj komunikacji ma jednak wiele ograniczeń – zdobyć pasmo na częstotliwościach radiowych nie jest łatwo, tą drogą nie da się też przesłać znacznej liczby danych. Od dłuższego czasu naukowcy i firmy technologiczne pracują nad budową systemu przesyłania danych na Ziemię opartej na łączności optycznej, czyli na laserach, co jest standardem w łączności światłowodowej. W lipcu 2013 Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) umieściła na satelicie Alphasat moduł do szybkiej komunikacji wykorzystującej laser. Podobne rozwiązanie zastosowała w tym samym roku NASA na sondzie LADDE.

"Trwają prace nad budową łączy, ale odbiorniki, które się w tej chwili rozwija oparte są standardowych technikach detekcji, czyli zliczaniu fotonów" – wyjaśnia prof. Banaszek, cytowany w prasowym komunikacie.

Naukowiec ze współpracownikami na zlecenie ESA zbada nową generację odbiorników kwantowych, które wykorzystują szeroki zakres operacji kwantowych wykonywanych na przychodzącym sygnale optycznym. Celem projektu jest dostarczenie agencji odpowiedzi na pytanie, czy warto zaprojektować i zbudować taki odbiornik do odbierania sygnałów z kosmosu.

"Jeżeli nadajnik znajduje się bardzo daleko, to większość sygnału zostanie stracona. Tylko jego niewielki ułamek ma szansę trafić do odbiornika. Nasz zespół oceni, na ile wyrafinowane odbiorniki byłyby odporne na zakłócenia sygnałów i czy dzięki ich zastosowaniu szybkość transmisji danych mogłaby znacznie wzrosnąć" – wyjaśnia.

PAP - Nauka w Polsce

ekr/